CN106466556B - 中空纤维膜组件 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供能够防止在用于将外壳的内部空间相对于外部密封的O型环的周边产生微小间隙的中空纤维膜组件。为此，本发明的中空纤维膜组件具备：收纳中空纤维膜束的筒状的外壳5a、将中空纤维膜彼此粘接固定并填充成到达外壳5a的内周面的状态的灌封材料31、分别结合于外壳5a的两端部的盖体10、以及被灌封材料31及盖体10密接地夹持的O型环12，其中，与由灌封材料31的盖体10侧的端面31b、O型环12的内周面12a、及盖体10的内周面10b划定的内部空间SP相面对的O型环12及盖体10的第1接触点P1、和与内部空间SP相面对的O型环12及灌封材料31的第2接触点P2之间的O型环12的全部区域，在从O型环12的通过环形状的中心的中心轴观察时露出。

Description

中空纤维膜组件

技术领域

本发明涉及具备多根中空纤维膜捆扎而成的中空纤维膜束的中空纤维膜组件，特别是，涉及收纳中空纤维膜束的外壳的结构。

背景技术

在半导体制造、食品工业等领域，已在气液吸收、脱气、过滤用等用途中广泛使用了将由多根中空纤维膜捆扎而成的中空纤维膜束收纳在外壳(壳体)内而成的中空纤维膜组件。

上述外壳在许多情况下由合成树脂、金属等形成为圆筒等筒状，并在其两端的附近分别设置有使被处理液、或由中空纤维膜束处理后的流体通过的喷嘴。另外，在筒状的外壳的两端安装有具备使被处理液、或由中空纤维膜束处理后的流体通过的管路的盖体。

如上所述地在外壳的两端安装有盖体的情况下，对于由外壳及盖体划分出的外壳的内部空间而言，需要相对于外壳外部以液密的方式密封。

为了实现该密封，许多情况下利用的是O型环。作为设置该O型环的具体的结构，以往已知有在形成于盖体侧的平面、和以与该平面平行相对的状态形成于外壳侧的平面之间配置O型环的结构。在该结构中，如果在外壳上安装有盖体，则这两者会从上述各平面压接于O型环，从而达到通过该O型环实现密封的状态。专利文献1中示出了这样的密封结构的一例。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/136903号

发明内容

发明要解决的问题

然而，在诸如专利文献1中示出的这样的密封结构中，在O型环的内侧，容易在外壳侧或盖体侧的平面与O型环表面之间产生流体滞留的区域。而一旦产生该流体滞留的区域，会导致被处理水中所含的微小的固态物成分进入该区域并停留在此，因而会导致中空纤维膜组件1的清洁性受损。

本发明鉴于上述背景而完成，目的在于提供中空纤维膜组件，其能够在将外壳的内部空间相对于外部密封的O型环的周边，缩小流体滞留的区域。解决问题的方法

本发明的中空纤维膜组件具有：多根中空纤维膜捆扎而成的中空纤维膜束、收纳中空纤维膜束的筒状的外壳、在中空纤维膜各自的至少一端部将中空纤维膜彼此粘接固定并填充成到达外壳的内周面的状态的灌封材料、分别结合于外壳的两端部的盖体、以及被灌封材料及盖体密接地夹持的O型环，其中，从O型环的通过环形状的中心的中心轴观察，第1接触点与第2接触点之间的O型环的全部区域露出，所述第1接触点是与由灌封材料的盖体侧的端面、O型环的内周面及盖体的内周面划定的内部空间相面对的O型环及盖体的接触点，所述第2接触点是与内部空间相面对的O型环及灌封材料的接触点。

另外，在上述本发明的中空膜组件中，优选第1接触点相比于O型环的内周侧的表面中、在中心轴方向上位于最靠盖体侧的点，位于灌封材料侧。

另外，在上述本发明的中空膜组件中，优选第2接触点相比于O型环的内周侧的表面中、在中心轴方向上位于最靠灌封材料侧的点，位于盖体侧。

另外，在上述本发明的中空膜组件中，优选在外壳的通过中心轴的剖面上，连结第1接触点及第2接触点的直线、与盖体的内周面及灌封材料的端面中的至少一者所成的角度为钝角。

另外，在上述本发明的中空膜组件中，优选相对于O型环的粗度，第1接触点及第2接触点的间隔为15％以上且50％以下。

另外，在上述本发明的中空膜组件中，优选在外壳的通过中心轴的剖面上，盖体的内周面上的直线与通过第1接触点的O型环的切线所成的角度大于0度。

另外，在上述本发明的中空膜组件中，优选在外壳的通过中心轴的剖面上，灌封材料的盖体侧的端面上的直线与通过第2接触点的O型环的切线所成的角度大于0度。

另外，在上述本发明的中空膜组件中，优选盖体的内面具有直径随着接近于外壳而逐渐扩大的锥面，且锥面与灌封材料的端面之间仅通过O型环的周面相连。

发明的效果

本发明的中空纤维膜组件由于如下地构成，因此能够缩小在O型环的周边形成的流体滞留的区域，所述构成如下：所述中空纤维膜组件具有收纳中空纤维膜束的筒状的外壳、将中空纤维膜彼此粘接固定并填充成到达外壳的内周面的状态的灌封材料、分别结合于外壳的两端部的盖体、以及被灌封材料及盖体密接地夹持的O型环，其中，从O型环的通过环形状的中心的中心轴观察，与由灌封材料的盖体侧的端面、O型环的内周面及盖体的内周面划定的内部空间相面对的O型环及盖体的第1接触点、和与上述内部空间相面对的O型环及灌封材料的第2接触点之间的O型环的全部区域露出。

附图说明

[图1]示出了基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的侧面剖视图；

[图2]示出了上述中空纤维膜组件的局部剖开立体图；

[图3]示出了上述中空纤维膜组件中的第1成型构件和第2成型构件之间的接合部分的局部剖开立体图；

[图4]示出了上述中空纤维膜组件中的盖体和外壳之间的固定安装部分的侧面剖视图；

[图5]放大示出了图4的结构的侧面剖视图；

[图6]示出了夹持于灌封材料及盖体之间的O型环的状态的图；

[图7]用以说明O型环的内径的中心的图；

[图8]将第1接触点及第2接触点的附近放大而成的图；

[图9]示出了基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的变形例的图；

[图10]示出了在灌封材料侧形成的环状槽的其它例的图；

[图11]示出了基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的变形例的图；

[图12]示出了基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的变形例的图；

[图13]示出了基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的变形例的图；

[图14]示出了基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的变形例的图；

[图15]示出了基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的变形例的图；

[图16]示出了基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的变形例的图；

[图17]示出了上述中空纤维膜组件中的喷嘴部分的局部剖开立体图；

[图18]示出了上述中空纤维膜组件中的喷嘴与配管的连接结构的局部剖开立体图；

[图19]示出了使用基于本发明的一实施方式的中空纤维膜组件的过滤装置的示意性构成的图；

[图20]示出了在模拟中空纤维膜组件内的过滤水流速分布中使用的、与本发明对应的模型的示意图；

[图21]示出了针对图20的模型求出的过滤水流速分布的模拟结果的图；

[图22]局部放大地示出了图21的模拟结果的图；

[图23]示出了在模拟中空纤维膜组件内的过滤水流速分布中使用的、与现有技术对应的模型的示意图；

[图24]示出了针对图23的模型求出的过滤水流速分布的模拟结果的图；

[图25]局部放大地示出了图24的模拟结果的图。

符号说明

1 中空纤维膜组件

2 中空纤维膜

3 中空纤维膜束

5 外壳

5a 第1成型构件

5b 第2成型构件

5c, 5d 喷嘴

5e, 5f 接合部分

5k 倒角面

5p 喷嘴的内面

5q 喷嘴的凸缘状部分

5r,10c,31a 环状槽

10,11 盖体

10a,11a 管路

12 O型环

13 螺母

20 粘接部

30 整流筒

31 灌封材料

40 配管

41 卫生夹

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的中空纤维膜组件的一实施方式进行说明。本实施方式涉及的中空纤维膜组件可被应用于上下水、食品工业、一般工业、医疗、物理学和化学这样的各个领域。

图1及图2分别为示出了本实施方式的中空纤维膜组件1的侧面剖视图及局部剖开立体图。如这些附图所示，本实施方式的中空纤维膜组件1具备多根中空纤维膜2捆扎而成的中空纤维膜束3、和收纳该中空纤维膜束3的筒状的、作为一例为圆筒状的外壳5。需要说明的是，图2示出了以包含外壳5的筒轴(中心轴)的面切割中空纤维膜组件1而成的状态，这里，以双点划线示出了被切割成一半了的状态的中空纤维膜束3。

在外壳5的两端开口设有形成有与配管连接的管路10a,11a的配管连接用的盖体10,11。这些盖体10,11分别通过螺母13被固定安装于外壳5。螺母13与形成于外壳5的两端部的外周面的外螺纹5n螺合。拧紧该螺母13时，通过配置在盖体10,11和外壳5之间的O型环12，该O型环12的内侧与外侧以液密的方式密封。即，由外壳5和盖体10,11划分出的内部空间、与外壳5及盖体10,11的外侧的空间之间实现液密方式的密封。需要说明的是，对于配置有O型环12的部分的结构，在后文中将详细说明。

另外，在外壳5的接近于一端、另一端的部分分别形成有喷嘴5c,5d。这一对喷嘴5c,5d以朝着与外壳5的长度方向正交的方向凸出的方式设置，分别与外壳5的内部连通而使流体通过。

如图1所示，在中空纤维膜束3的两端面，排列有各自具有开口的多根中空纤维膜2，中空纤维膜2相互间被灌封材料填充而形成了粘接部20。

在上述构成中，通过形成粘接部20，从盖体10,11的管路10a,11a流入的流体不会漏到中空纤维膜2彼此之间，而是仅在各中空纤维膜2的中空部通过。进而，从两个粘接部20之间的各中空纤维膜2的外表面渗出的流体，从喷嘴5c,5d流出。或者，从喷嘴5c,5d流入的流体从两个粘接部20之间的各中空纤维膜2的外表面渗入，在各中空纤维膜2的中空部通过的流体从盖体10,11的管路10a,11a流出。

作为中空纤维膜2，可采用精密过滤膜、限外过滤膜等。中空纤维膜的材料没有特殊限定，可列举：聚砜、聚醚砜、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚醚酮、聚醚醚酮、聚乙烯、聚丙烯、聚(4-甲基戊烯)、乙烯-乙烯醇共聚物、纤维素、乙酸纤维素、聚偏氟乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚四氟乙烯等，另外，还可以使用它们的复合材料。

中空纤维膜2的内径为50μm～3000μm、优选为500μm～2000μm。内径小的情况下，压损变大、会对过滤造成不良影响，因此优选使中空纤维膜2的内径为50μm以上。增大内径的情况下，纺丝时难以保持膜的形状，因此优选为3000μm以下。另外，中空纤维膜2的内表面的平均孔径优选为1～50μm、阻止孔径优选为0.1～1μm。

另一方面，就中空纤维膜束3的中空纤维膜2的根数而言，例如在外壳5的内径为150mm的情况下为2500根左右，在外壳5的内径为250mm的情况下为5000根左右。

需要说明的是，各中空纤维膜2的两端部设置有使树脂浸渗至各中空纤维膜2的外表面侧而形成的树脂浸渗部。通过设置这样的树脂浸渗部，可以防止灌封材料在中空纤维膜2的细孔通过后侵入中空部而堵塞中空纤维膜2的中空部。进一步，在进行中空纤维膜组件1的过滤或基于反洗的洗涤时，粘接部20的前端通过与中空纤维膜2的根部附近的外表面接触，可以防止中空纤维膜2的根部附近产生损伤。

以下，也结合图3对外壳5的详细结构进行说明。本实施方式中的外壳5例如可由同是由合成树脂形成的第1成型构件5a和第2成型构件5b构成。第1成型构件5a与一侧的喷嘴5c一体地成型而构成外壳5的一端侧(在图1及图2中为上端侧)，第2成型构件5b与另一侧的喷嘴5d一体地成型而构成外壳5的另一端侧(在图1及图2中为下端侧)。

图3示出了第1成型构件5a与第2成型构件5b的接合部分的剖面形状。如该图3所示，第1成型构件5a具有与其它圆筒状部分相比厚度略薄于1/2的接合部分5e，另外，第2成型构件5b同样地具有与其它圆筒状部分相比厚度略薄于1/2的接合部分5f。接合部分5e和接合部分5f以分别位于圆筒状的外壳5的筒外周侧、筒内周侧的方式组合、进而以该状态相互接合。

两接合部分5e,5f在外壳5的筒轴方向(图1中的上下方向)内的中间位置相互接合。该“中间位置”是指外壳5的两端之间的部分，并无特殊限定。但通常，两接合部分5e,5f以两接合部分5e,5f的筒轴方向中央位置与外壳5的筒轴方向中央位置一致的状态被接合。需要说明的是，接合部分5e,5f的筒轴方向长度例如在外壳5的长度为800mm、内径为230mm左右的情况下，一般被设为25～30mm左右。

两接合部分5e,5f可使用例如溶剂型的粘接剂、即将与构成接合部分5e,5f的合成树脂等同的合成树脂溶解在溶剂中的类型的粘接剂而接合。更具体而言，接合部分5e的面向接合部分5f侧的内周面5g、和接合部分5f的面向接合部分5e侧的外周面5h相接合。图3中，以带点的区域5m表示粘接区域。该粘接区域5m是由粘接剂及接合部分5e,5f的因粘接剂而发生了熔融的一部分构成的区域。如上所述，接合部分5e和接合部分5f以分别位于外壳5的筒外周侧、筒内周侧的方式组合并接合的结构具有足够高的接合强度。

需要说明的是，两接合部分5e,5f的接合并不限定于溶剂型的粘接剂，也可以使用其它类型的粘接剂而实现，此外，还可以通过不使用粘接剂的超声波焊接等方式来实现。

这里，一侧的接合部分5e的前端部可以是具有相对于成为接合对象的接合部分5f的外周面5h倾斜面对的倒角面5k的形状。该“倾斜面对”在以接合部分5e及5f的剖面形状考虑时，指的是相对于外周面5h在外壳5的长度方向上延伸的方向，上述前端部是倾斜的。通过设置这样的倒角面5k，与未形成倒角面的情况相比，在由合成树脂成型接合部分5e之后残留的成型应变、以及在将接合部分5e与接合部分5f接合时的接合应变可分别被从1个部位分散于2个部位，因此能够将接合部分5e的强度保持于高水平。

需要说明的是，在本实施方式中，在接合部分5f一侧也形成有与上述倒角面5k相面对的倒角面5s。另外，在接合部分5f的前端部也形成有与上述倒角面5k相同的倒角面5t，且与其对应地在接合部分5e也形成有与倒角面5t面对的倒角面5u。通过形成以上的倒角面5s,5t及5u，可与上述同样地获得能够将接合部分5e,5f的强度保持于高水平的效果。

如果如上所述地由与喷嘴5c一体地形成的第1成型构件5a及、与喷嘴5d一体地形成的第2成型构件5b这两个构件构成外壳5，则与以往那样的由三个构件构成外壳5的情况相比，可获得能够简化用以制造外壳5的设备、从而将由各构件接合而形成之后的外壳整体的尺寸误差抑制于低水平这样的效果。

接下来，结合图4～图8对盖体10,11固定安装于外壳5的部分的结构进行详细说明。需要说明的是，这里针对一侧的盖体10和外壳5之间的固定安装部分的结构进行说明，但另一盖体11侧的结构也是同样的，因此省略对其结构的说明。

在构成外壳5的第1成型构件5a的端部(与第2成型构件5b相反侧的端部)，其内周面与例如由合成树脂形成的整流筒30接合。整流筒30的接合通过例如使用了粘接剂的粘接而实现。该整流筒30的第1成型构件5a的内部侧、即外壳5的筒轴方向中央侧的前端，被设为与喷嘴5c的内端相面对的延伸设置部30a。

在整流筒30的内周面，设置有在外壳5的筒轴方向上重复的环状凹部和环状凸部。作为这些环状凹部及环状凸部的剖面形状的一例，可设为锯齿状。进而，以填充在这些环状凹部及环状凸部上的形式配置有灌封材料31。如上所述，灌封材料31在多根中空纤维膜2各自的端部将该中空纤维膜2彼此粘接固定而构成图1所示的粘接部20。

如果灌封材料31如上所述地以填充在环状凹部及环状凸部上的形式配置，则可以防止灌封材料31从外壳5向外壳筒轴方向发生脱离。该效果在将上述环状凹部及环状凸部的表面预先制成经过了梨皮加工(pearskin finish)的面时能够更为切实地获得。

需要说明的是，在本实施方式中，整流筒30与外壳5的(更具体而言，为第1成型构件5a的)内周面相接合，因此灌封材料31被填充在整流筒30的内周面间。在本说明书中，将诸如这样的灌封材料31被填充至固定于外壳5的内周面的某种构件的内周面的情况、以及未设置这样的构件而是直接将灌封材料31填充至外壳5的内周面的情况，均同样地称为“灌封材料被填充至外壳的内周面”。

此外，在本实施方式中，在整流筒30的内周面设置有上述环状凹部及环状凸部，但也可以不设置诸如整流筒30这样的构件，而是在外壳5的内周面设置上述环状凹部及环状凸部。在本说明书中，对于这些中的任意情况，均称为“在外壳的内周面设置在外壳的筒轴方向上重复的环状凹部和环状凸部”。

如图5中扩大显示的那样，在灌封材料31的面向盖体10侧的端面上形成有绕该端面一圈的环状槽31a。另外，在灌封材料31的面向上述端面侧的盖体10的面上形成有与环状槽31a相面对的环状槽10c。另外，如图4所示，在上述环状槽31a和环状槽10c之间收纳有O型环12。环状槽31a及环状槽10c的各剖面形状依照O型环12的外形而被制成呈圆弧的一部分的形状。O型环12被灌封材料31及盖体10密接地夹持，被紧密地收纳至环状槽31a及环状槽10c。

图6是更详细地示出了由灌封材料31及盖体10密接地夹持O型环12的状态的图。

在本实施方式中，如图6所示，以从O型环12的中心轴观察，面向内部空间SP的O型环12及盖体10的第1接触点P1、与面向内部空间SP的O型环12及灌封材料31的第2接触点P2之间的O型环12的全部区域(以箭头AR示出的范围的区域)露出的方式构成。

需要说明的是，内部空间SP是由灌封材料31的盖体10侧的端面31b、O型环12的内周面12a、及盖体10的内周面10b划定的空间。另外，O型环12的通过环形状的中心的中心轴是指，通过O型环12的内径的中心且与内径方向垂直的直线。另外，所述从O型环12的中心轴观察，是指从中心轴上的任意位置向内径方向观察。所述O型环12的内径的中心如图7所示，是指O型环12的内径DR的中心C。

如上所述，作为第1接触点P1与第2接触点P2之间的O型环12的全部区域在从O型环12的中心轴观察时露出的构成，可列举例如第1接触点P1及第2接触点P2满足以下条件的构成。第1接触点P1是O型环12的内周侧的接触点，是在外壳5的长度方向(图6中示出的X方向)上，面向内部空间SP的盖体10内周面10b的位于最靠灌封材料31侧的点。另外，第2接触点P2是O型环12的内周侧的接触点，是在外壳5的长度方向(图6中示出的X方向)上，灌封材料31端面上的位于最靠盖体10侧的点。

就第1接触点P1而言，优选其相比于O型环12的内周侧的表面中、O型环12的中心轴方向上的位于最靠盖体10侧的点P3，位于灌封材料31侧。另外，就第2接触点P2而言，优选其相比于O型环12的内周侧的表面中、O型环12的中心轴方向上的位于最靠灌封材料31侧的点P4，位于盖体10侧。

另外，图8是将上述的第1接触点P1及第2接触点P2的附近放大显示的图。在本实施方式中，以使在与外壳5的长度方向(图6中示出的X方向)平行的剖面上，连结第1接触点P1及第2接触点P2的直线、与盖体10的内周面10b所成的角度θ1成钝角的方式构成。另外，以使上述直线与灌封材料31的端面31b所成的角度θ2成钝角的方式构成。需要说明的是，也可以以使角度θ1及角度θ2中仅任意一者成钝角的方式构成。

另外，就第1接触点P1及第2接触点P2的间隔L而言，优选相对于O型环12的粗度d1为15％以上且50％以下。

在如上所述地配置O型环12的状态下，如上所述，螺母13与第1成型构件5a的外螺纹5n螺合，并且，在螺母13被拧紧时，通过O型环12，该O型环12的内侧与外侧以液密的方式被密封。即，由构成外壳5的第1成型构件5a和盖体10划定的内部空间、与第1成型构件5a及盖体10的外侧的空间以液密的方式被密封。

如果如以上说明的那样，以使O型环12及盖体10的第1接触点P1、与O型环12及灌封材料31的第2接触点P2之间的O型环12的全部区域(以箭头AR示出的范围的区域)在从O型环12的中心轴观察时露出的方式构成，则可获得能够缩小在盖体10及灌封材料31与O型环12之间形成的流体滞留的区域这样的效果。需要说明的是，如果上述液体滞留的区域扩大，则会导致被处理水中所含的微小的固态物成分停留在该区域，因此会导致中空纤维膜组件1的清洁性受损。

另外，在本实施方式中，在外壳5的通过中心轴的剖面上，以使连结第1接触点P1及第2接触点P2的直线、与盖体10的内周面及灌封材料31的端面中的至少一者所成的角度为钝角的方式构成时，能够进一步缩小流体滞留的区域。

另外，在本实施方式中，以使第1接触点P1及第2接触点P2的沿着O型环12的内径的间隔相对于O型环12的粗度为15％以上且50％以下的方式构成时，能够进一步缩小流体滞留的区域，同时能够提高基于O型环12的密封性。

另外，在本实施方式中，根据在灌封材料31侧与盖体10侧分别形成环状槽31a、10c、并使O型环12收纳于这些环状槽31a、10c之间的构成，与例如上述专利文献1(国际公开第2013/136903号)所示那样的在2个平面之间配置O型环12的情况相比，能够更切实地获得基于O型环12的密封性。

需要说明的是，相对于专利文献1那样的构成，在本实施方式中，以使在外壳5的通过中心轴的剖面上，盖体10的内周面10b上的直线与通过第1接触点P1的O型环12的切线所成的角度大于0度的方式构成。另外，以使在外壳5的通过中心轴的剖面上，灌封材料31的盖体10侧的端面上的直线与通过第2接触点P2的O型环12的切线所成的角度大于0度的方式构成。通过这样地构成，相对于专利文献1所示的构成，能够缩小流体滞留的区域。

特别是，由于在本实施方式中，环状槽31a及环状槽10c的各剖面形状被依照O型环12的外形而制成呈圆弧的一部分的形状、由此使O型环12被环状槽31a及环状槽10c紧密地收纳，因此，产生上述微小间隙的可能性大幅降低。由此，本实施方式的中空纤维膜组件1成为具备足够高的清洁性的中空纤维膜组件。

需要说明的是，形成在灌封材料31侧的环状槽31a也可以不包含图6所示那样的圆形的凹陷部分，也可以如图9所示那样，由平坦的面、和不从该面向灌封材料31侧凹陷的圆弧状的曲面形成。通过这样地构成，可以利用平坦的面挤压O型环12，从而实现进一步液封。

另外，在本实施方式中，盖体10的内面成为直径随着接近于第1成型构件5a而逐渐扩大的锥面。并且，该锥面与灌封材料31的端面之间成为仅通过O型环12的周面相连的状态。即，成为在O型环12的内侧，盖体10的内面与灌封材料31的端面之间不存在凹陷部分及间隙的状态。由此，在利用中空纤维膜组件1过滤被处理水时，特别是在从盖体10侧导入被处理水、并使过滤水从喷嘴5c排出时，可以防止被处理水中所含的固态物成分进入上述凹陷部分或间隙并停留于此。

另外，本发明并不限定于图6所示的构成，例如也可以如图10所示那样，使第1接触点P1的位置为图6中示出的点P3的位置。或者，还可以如图11所示那样，使第1接触点P1的位置相比于图6中示出的位置而言位于灌封材料31侧。

另外，也可以是图12所示那样的在灌封材料31不设置环状槽31a的构成，还可以使环状槽31a的深度比图6中示出的环状槽31a的深度浅。另外，还可以相反地，如图13所示那样，使环状槽31a的深度比图6中示出的环状槽31a的深度深。

另外，也可以如图14所示那样，使盖体10的内周面10b的倾斜与图6中示出的盖体10的内周面10b的倾斜相比为缓倾斜。或者，也可以相反地，使盖体10的内周面10b的倾斜与图6中示出的盖体10的内周面10b的倾斜相比为陡倾斜。另外，以图6中示出的盖体10的内周面10b的形状为基准，可以如图15所示那样使盖体10的内周面10b的形状为凸面，也可以如图16所示那样为凹面。

在此，作为灌封材料31，优选环氧树脂、乙烯酯树脂、聚氨酯树脂、不饱和聚酯树脂、烯烃类聚合物、有机硅树脂、含氟树脂等高分子材料，可以是这些高分子材料中的任一种材料，也可以将多种高分子材料组合使用。另外，灌封材料31需要具有能够耐受对于过滤时由加压产生的一次侧和二次侧的压差的耐压性，因此需要具有适度的硬度。

以下，结合图17及图18对设置于第1成型构件5a的喷嘴5c的形状进行说明。需要说明的是，设置于第2成型构件5b的喷嘴5d的形状与喷嘴5c的形状相同，因此，在此针对喷嘴5c的形状进行说明，而省略关于喷嘴5d的说明。

喷嘴5c是具有流体通过的直管状部分和形成于该直管状部分的前端侧的凸缘状部分5q的喇叭口状的喷嘴。并且，喷嘴5c的内面5p呈从上述直管状部分的内周面到凸缘状部分5q的外面(在图17中为上面)顺畅地连接的形状。另外，在上述凸缘状部分5q的外面形成有作为衬垫的收纳例如O型环(未图示)的环状槽5r。

在上述构成的喷嘴5c上，如图18所示那样，连接有配管40。该配管40也与喷嘴5c同样地具有凸缘状部分40a。将配管40与喷嘴5c连接时，凸缘状部分40a与凸缘状部分5q之间通过上述O型环对接，并利用公知的卫生夹41而实现紧固。由此，喷嘴5c和配管40连接成相互连通的状态。

需要说明的是，卫生夹41具有：被连结成能够通过连结部41a而相互开闭的状态的两个夹持部41b及41c、与夹持部41b及41c的各前端部连接而形成的紧固部41d及41f、以及能够与形成于紧固部41d及41f的未图示的内螺纹螺合的紧固螺栓41g。夹持部41b及41c分别在内周面具有夹持相互对接了的凸缘状部分40a及凸缘状部分5q的周缘部的未图示的内周槽。

将配管40与喷嘴5c连接时，首先使其为夹持部41b及41c打开的状态，使凸缘状部分40a及凸缘状部分5q的周缘部进入它们的各内周槽并闭合夹持部41b及41c。接着，通过拧紧与紧固部41d及41f的上述内螺纹螺合的紧固螺栓41g，从而连接成凸缘状部分40a与凸缘状部分5q相互强烈挤压、配管40与喷嘴5c连同的状态。

如上所述，喷嘴5c的内面5p呈从直管状部分的内周面到凸缘状部分5q的外面顺畅地连接的形状，并在保持该形状的状态下使喷嘴5c与配管40连接。也就是说，在连接配管40时，由于未因与其它配管要素组合而导致在喷嘴5c、配管40的内面形成凹凸，并且，由于没有为了进行该连接而特比地与喷嘴5c、配管40的内面接触的必要，因此，喷嘴5c和配管40可保持高清洁性的连接。

以下，结合图19对在过滤装置100中设置本实施方式的中空纤维膜组件1的实施方式的一例进行说明，进一步，针对使用了本实施方式的中空纤维膜组件1的过滤方法进行说明。需要说明的是，在该过滤装置100中，作为一例，可设想利用内压过滤的交叉流过滤方式。

过滤装置100具备：与中空纤维膜组件1的盖体11的管路11a连接并供给被处理水的供给配管101、和与盖体10的管路10a连接并送出循环水的循环配管102。进一步，在供给配管101、循环配管102的途中设有压力计Pi,Po、阀101a,102a等。另外，过滤装置100具备成为过滤水的流路的上部过滤水排出管103和下部过滤水排出管104。上部过滤水排出管103、下部过滤水排出管104与过滤水的合流管105连接，合流管105连接于外部的配管(未图示)。需要说明的是，合流管105上设有压力计Pf、阀105a等。

中空纤维膜组件1被纵向配置，上侧的喷嘴5c与上部过滤水排出管103连接、下侧的喷嘴5d与下部过滤水排出管104连接。

被处理水在通过供给配管101～管路11a后以给定的压力被导入中空纤维膜组件1。被处理水被导入各中空纤维膜2的中空部，经中空纤维膜2过滤，其过滤水从各中空纤维膜2的外表面渗出。过滤水在通过上部过滤水排出管103或下部过滤水排出管104后被排出至合流管105，并在通过外部配管后被采集。另一方面，透过了中空纤维膜2的被处理水作为循环水从盖体10的管路10a被排出，并被送出至循环配管102。

接下来，结合图20～图22针对通过模拟而求出的本发明的中空纤维膜组件内的流体速度分布的结果进行说明。并同时结合图23～图25也针对通过模拟而求出的作为比较例的传统的中空纤维膜组件内的流体速度分布的结果进行说明。

首先，针对模拟条件进行说明。模拟软件采用了CHAM公司(Concentration,Heatand Momentum Limited)制作的热流体解析软件“PHOENICS”、计算式采用了KE-CHEN的式子。流体采用20℃的水。进而，作为中空纤维膜组件的模拟模型，采用了图20中示出的与本发明对应的模型及图23中示出的与现有技术对应的比较例的模型。图20中的各要素与上述说明的那些相同，3为中空纤维膜束、10为盖体、12为O型环、13为螺母、30为整流筒、31为灌封材料。另一方面，在图23的比较例中，3为中空纤维膜束、12为O型环、200为灌封材料、201为盖体。另外，200a为灌封材料200的面向盖体201侧的平面。此外，201a为盖体201上设置的O型环收纳槽，该O型环收纳槽201a也形成有面向灌封材料200一侧的平面。在该图23的构成中，O型环12被夹持在上述两个平面之间。在图20及图23的构成中，水分别在盖体10、201的下方从图中左向右地流动。

图20的模型及图23的模型这两者均采用了沿纵向(外壳的长度方向)分割为1/2的2D模型。图20的2D模型是使从水的流入位置到达到中空纤维膜束的一部分为止的长度为0.157m、使圆筒状外壳的最大半径为0.115m、使与图20的纸面正交的方向上的尺寸为6×10^-4m、使盖体内面的倾斜角(相对于与外壳的长度方向正交的面的角度)为150°的模型。另一方面，图23的比较例的2D模型是使从水的流入位置到达到中空纤维膜束的一部分为止的长度为0.157m、使圆筒状外壳的最大半径为0.132m、使与图23的纸面正交的方向上的尺寸为6×10^-4m、使盖体内面的倾斜角为150°的模型。另外，模拟模型的网格单元数(模型的分割数)在图19的模型中设为33000个、在图23的模型中设为38640个。将流体的SWEEP数设为1000次，并使水的流入量在图20的模型及图23的模型中为同样的2.64m/s。需要说明的是，以上述线速度表示的水的流入量是由原本的流入量和各模型的开口截面积计算出的量。另外，圆筒状的外壳内的中空纤维膜束的x方向(图20、23的左右方向)及y方向(图20、23的上下方向)的阻抗值分别设为0.4、空隙率设为0.7。

图21及图22示出了针对图20的模型以上述模拟条件进行模拟而得到的结果。需要说明的是，图22放大显示出了图21所示的矩形区域R内的结果。在这些图中，以浓淡表示水的速度分布，特别是在图22中，以箭头表示水流通的方向，以箭头的长度表示水的速度的大小。即，箭头越长，则表示水的速度越大。

另外，图24及图25示出了针对图23的模型以上述模拟条件进行模拟而得到的结果。需要说明的是，图25放大显示出了图24所示的矩形区域R内的结果。这些图中的水的速度的表示方法与图21及图22中相同。

将图22的模拟结果和图25的模拟结果加以比较可知，图22的模拟结果中，其O型环附近的水的速度整体上较大。由此可以证明，本发明的中空纤维膜组件中的O型环配设结构对于将O型环附近的流体速度保持于高水平、从而不易发生滞留的方面也是有效的。

Claims (8)

1.一种中空纤维膜组件，其具有：

多根中空纤维膜捆扎而成的中空纤维膜束；

收纳所述中空纤维膜束的筒状的外壳；

在所述中空纤维膜各自的至少一端部将该中空纤维膜彼此粘接固定、并被填充成到达所述外壳的内周面的状态的灌封材料；

分别结合于所述外壳的两端部的盖体；以及

被所述灌封材料及所述盖体密接地夹持的O型环；

其中，

从所述O型环的通过环形状的中心的中心轴观察，与下述内部空间相面对的所述O型环及所述盖体的第1接触点和与下述内部空间相面对的所述O型环及所述灌封材料的第2接触点之间的所述O型环的全部区域露出，所述内部空间是由所述灌封材料的所述盖体侧的端面、所述O型环的内周面及所述盖体的内周面划定的内部空间，所述盖体的所述灌封材料侧的端面与所述灌封材料的所述盖体侧的端面接触，所述盖体至少在第1接触点与所述O型环接触，所述灌封材料至少在第2接触点与所述O型环接触。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其中，所述第1接触点相比于所述O型环的内周侧的表面中、在所述中心轴方向上位于最靠所述盖体侧的点，位于所述灌封材料侧。

3.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其中，所述第2接触点相比于所述O型环的内周侧的表面中、在所述中心轴方向上位于最靠所述灌封材料侧的点，位于所述盖体侧。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的中空纤维膜组件，其中，在通过所述外壳的中心轴的剖面上，连结所述第1接触点及所述第2接触点的直线与所述盖体的内周面和所述灌封材料的端面中的至少一者所成的角度为钝角。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的中空纤维膜组件，其中，相对于O型环的粗度，所述第1接触点及所述第2接触点的间隔为15％以上且50％以下。

6.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其中，在通过所述外壳的中心轴的剖面上，所述盖体的内周面上的直线与通过所述第1接触点的所述O型环的切线所成的角度大于0度。

7.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其中，在通过所述外壳的中心轴的剖面上，所述灌封材料的盖体侧的端面上的直线与通过所述第2接触点的所述O型环的切线所成的角度大于0度。

8.根据权利要求1～3、6或7中任一项所述的中空纤维膜组件，其中，所述盖体的内面具有随着接近外壳而直径逐渐扩大的锥面，

所述锥面与灌封材料的所述端面之间仅通过所述O型环的周面相连。